ساخت دستگاه آزمون تقید«مقاومت بین دو زانو» و پایداری پروتز زانو، موضوع یکی از طرحهای برگزیده جشنواره جوان خوارزمی بوده است.
یکی از متداولترین عملهای جایگزینی مفصل در دنیا عمل جایگزینی پروتز زانو است. در ایران سالانه ۵۰ هزار عمل جراحی تعویض مفصل انجام میشود که علاوه بر دشواریهای انجام آن، هزینههای زیادی در بر دارد.
نرخ روبه رشد این عمل جراحی باعث شده تا تلاشهای زیادی برای بهبود عملکرد و عمر مفید پروتزها انجام گیرد.
انتخاب پروتز برای بیماران باید متناسب با شرایط جسمانی هر شخص باشد تا پس از عمل بتواند به زندگی عادی خود برگردد. از جمله مسائل مهم برای بهبود عملکرد پروتزهای زانو، پایداری و تقیّد پروتز است.
تقیّد اصطلاحی است که مقاومت بین دو بخش پروتز زانو را در برابر جابجاییها و چرخشها هنگام اعمال نیرو و گشتاور توصیف میکند.
بسته به شرایط بیمار، پزشک باید پروتز با مشخصات مناسب را انتخاب کند؛ لذا وجود دستگاه آزمون استاندارد برای مقایسه عملکرد سینماتیکی پروتزهای مختلف ضروری است. این موضوع، محور اصلی یکی از طرحهای برگزیده بیستوچهارمین جشنواره جوان خوارزمی بوده است.
در این طرح الزامات طراحی دستگاه آزمون تقیّد پروتز زانو بر مبنای اطلاعات موجود در استانداردها، ادبیات و نمونههای تجاری مشخص شده و طراحی مفهومی و طراحی جزئی بر همین اساس انجام شده است. قطعات و مکانیسم این دستگاه به نحوی انتخاب شدهاند که ساختپذیر و کاربردی باشند.
با توجه به تحلیل ورودی، خروجیهای مورد نیاز، طراحی تابلو برق دستگاه صورت گرفته و سپس فرآیند ساخت قطعات در کارگاههای صنعتی مختلف انجام شده است. پس از فرآیندهای پایانی ساخت و پیادهسازی تابلوبرق، مجموعه دستگاه در نهایت مونتاژ شده است.
کدنویسی PLC و کالیبراسیون سنسورها و طراحی رابط کاربری جامع برای انجام آزمایشهای مختلف در کامپیوتر انجام گردیده که توسط آن میتوان به دستگاه فرمان داد و دادههای مورد نیاز را در قالب نمودارهای تقیّد در محیطی گرافیکی مشاهده کرد.
در نهایت برای صحهسنجی دستگاه آزمایشهایی طراحی و انجام شد که نتایج آن با حل تحلیلی مقایسه شد و عملکرد صحیح دستگاه تأیید شد. این دستگاه، یک سامانه اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق است که توانایی اندازهگیری تقید موجود در پروتزهای زانو را دارا است.
طرح ساخت دستگاه آزمون تقید و پایداری پروتز زانو توسط حسن نصیری خوانساری با همکاری دانشگاه صنعتی شریف و مرکز موفقیان اجرا شده است و در بیستوچهارمین جشنواره جوان خوارزمی، رتبه دوم طرحهای کاربردی گروه تخصصی مهندسی مکانیک را کسب کرده است.